30-09-2020

Индустрия 4.0. Четвертая промышленная революция

Термин «Индустрия 4.0.»  родился в 2011 году на Ганноверской ярмарке и был предназначен для обозначения процесса коренного преобразования глобальных цепочек создания стоимости. Распространяя технологию «умных заводов», четвертая промышленная революция создает мир, в котором виртуальные и физические системы производства гибко взаимодействуют между собой на глобальном уровне. Это обеспечивает полную адаптацию продуктов и создание новых операционных моделей. 

Однако четвертая промышленная революция связана не только с умными и взаимосвязанными машинами и системами. Ее спектр действия значительно шире. Одновременно возникают волны дальнейших прорывов в самых различных областях: от расшифровки информации, записанной в человеческих генах до нанотехнологий, от возобновляемых энергоресурсов до квантовых вычислений. Именно синтез этих технологий и их взаимодействие в физических, цифровых и биологических доменах составляют фундаментальное отличие четвертой промышленной революции от всех предыдущих революций.

«Индустрия 4.0.» включает в себя:

1. Имплантируемые технологии
2. Наше цифровое присутствие
3. «Цифровидение» как новый интерфейс
4. Носимый интернет
5. Распределенные вычисления
6. Суперкомпьютер у вас в кармане
7. Хранилище на всех
8. Интернет вещей и для вещей
9. Подключенный дом
10. «Умные» города
11. «Большие данные» для принятия решений
12. Автомобили без водителя
13. Искусственный интеллект и принятие решений
14. ИИ и рабочие места для белых воротничков
15. Робототехника и сервисы
16. Bitcoin и цепочка блоков транзакций
17. Экономика совместного потребления
18. Правительства и цепочка блоков
19. 3D-печать и 3D-производство
20. 3D-печать и здравоохранение
21. 3D-печать и потребительские товары
22. Спроектированные существа
23. Нейротехнологии

В промышленности «Индустрия 4.0.» – это в первую очередь переход к фабрикам будущего – цифровому производству.



Цифровая фабрика представляет собой системы комплексных технологических решений, обеспечивающие в кратчайшие сроки проектирование и производство глобально конкурентоспособной продукции нового поколения от стадии исследования и планирования, когда закладываются базовые принципы изделия, и заканчивая созданием цифрового макета (DigitalMock-Up, DMU), «цифрового двойника» (SmartDigitalTwin), опытного образца или мелкой серии («безбумажное производство», «всё в цифре»). Цифровая фабрика подразумевает наличие «умных» моделей продуктов или изделий (машин, конструкций, агрегатов, приборов, установок и т. д.) на основе новой парадигмы цифрового проектирования и моделирования SmartDigitalTwin.

Фабрики Будущего – это определенный тип системы бизнес-процессов, способ комбинирования бизнес-процессов, который имеет следующие характеристики:

• создание цифровых платформ, своеобразных экосистем передовых цифровых технологий. На основе предсказательной аналитики и больших данных платформенный подход позволяет объединить территориально распределенных участников процессов проектирования и производства, повысить уровень гибкости и кастомизации с учетом требований потребителей;
• разработка системы цифровых моделей как новых проектируемых изделий, так и производственных процессов. Цифровые модели должны обладать высоким уровнем адекватности реальным объектам и реальным процессам (конвергенция материального и цифрового миров, порождающих синергетические эффекты);
• цифровизация всего жизненного цикла изделий (от концепт-идеи, проектирования, производства, эксплуатации, сервисного обслуживания и до утилизации). Чем позже вносятся изменения, тем их стоимость больше, а потому центр тяжести смещается в сторону процессов проектирования, в рамках которых закладываются характеристики глобальной конкурентоспособности или высокие потребительские требования.

На этапе формирования Фабрик Будущего происходит и формирование новых ключевых компетенций, например:

• быстрая кастомизация отклика на запросы Рынка или Заказчика;
• использование системных подходов (системный инжиниринг), когда необходимо в каждый момент времени держать в поле зрения всю систему, все ее взаимодействующие компоненты;
• формирование многоуровневой матрицы целевых показателей и ограничений как основы нового проектирования, значительно снижающего риски, объемы натурных испытаний и объемы работ, связанных с «доводкой изделий и продукции на основе испытаний»;
• разработка и валидация («сравнение с экспериментами») математических моделей с высоким уровнем адекватности реальным объектам и реальным процессам – так называемые «умные» модели;
• управление изменениями на протяжении всего жизненного цикла;
• «цифровая сертификация», основанная на тысячах виртуальных испытаний как отдельных компонентов, так и всей системы в целом.

Мы живем во время значительных перемен в экономике, промышленности, образовании и медицине. Сегодня развитие цифровых технологий задает прототип нашего уже близкого будущего – насыщенного думающими устройствами в цифровых фабриках и за их пределами, способными выполнять рутинные операции самостоятельно без участия человека. В мире инноваций выиграют те производственные компании, которые будут иметь гибкое оборудование и технологии, способные мгновенно перестраиваться под новые задачи. Это зарождение нового технологического уклада «Индустрии 4.0».